Bài giảng Vật lý 2 - Chương I: Trường điện từ

Nội dung text: Bài giảng Vật lý 2 - Chương I: Trường điện từ

1. CHƯƠNG I TRƯỜNG ĐIỆN TỪ
2. B B dB dB 0 0 dt dt
3. So sánh (1) và (2) ta được:  d    E.dl ( B.d S) C dt S Đây là phương trình M-F dạng tích phân Trong giải tích vectơ, người ta chứng minh được:     E.dl rotE.d S Mà: C S   d   d B   d B ( B.d S) ( )d S rotE dt S S dt dt
4. II. Luận điểm thứ hai của Maxwell. Dòng điện dịch 1. Phát biểu luận điểm: Bất cứ một điện trường nào biến đổi theo thời gian cũng sinh ra một từ trường. 2. Phương trình Maxwell- Ampere (M- A) a) Giả thuyết của Maxwell về dòng điện dịch: Dòng điện dịch là dòng điện tương đương với điện trường biến đổi theo thời gian về phương diện sinh ra từ trường. Maxwell đã đặt một giả thuyết về phương chiều và độ lớn của dòng diện dịch đó.
5. Mà: dq 1 dq d q d dD I jd dt S dt  dt S dt dt Vecto cảm ứng điện D luôn hướn g từ bản dương sang bản âm, khi tụ nạp điện , j cùng chiều với  d  D , và D tăn g, khi tụ phóng điện, j d ngược chiều với và D giảm nên có thể viết : D   d D j d dt Vì chỉ có điện trường biến đổi theo thời gian mới sinh ra từ trường nên viết lại:   D j d t
6. Bản chất của dòng điện dịch:     E Trong chân không D  E j  như vậy 0 d 0 dt dòng điện dịch trong chân không về bản chất chỉ là điện trường biến đổi theo thời gian.       E P Trong chất điện môi D  E P j  e 0 e d 0 dt t Vậy trong chất điện môi, mật độ dòng điện dịch gồm hai thành phần: thành phần thứ nhất là mật độ dòng điện dịch trong chân không, thành phần thứ hai là mật độ dòng điện phân cực. Dòng điện phân cực có liên quan đến sự quay của các lưỡng cực phân tử hoặc sự dịch chuyển của các trọng tâm của các phân tử không phân cực dưới tác dụng của điện trường ngoài.
7. Từ PT trên ta suy ra phương trình M-A dạng vi phân:   D rotH j dt III. Trường điện từ và hệ PT Maxwell 1. Trường điện từ: Điện trường và từ trường đồng thời tồn tại trong không gian tạo thành một môi trường thống nhất gọi là trường điện từ.
8. 2. Hệ PT Maxwell dạng tích phân:   B  a) E.dl .d S  t C   S b)  B.d S 0 S   D  c)  H.dl j .d S C S dt   d)  D.d S Q S
9. • Ví dụ: Một tụ điện phẳng, bản cực hình tròn bán kính R được tích điện a) Tìm biểu thức của từ trường cảm ứng ở các điểm bán kính r khác nhau trong trường hợp r R ; r R Tính B khi r = R b) Tính dòng điện dịch Cho R = 55mm và dE/dt = 1,5.1012 V/ms
10. • Tại r = R B 4 .10 7.8,86.10 12.55.10 3.1,5.1012 459nT • b) dE i S. j S d d 0 dt .(55.10 3 )2.8,86.10 12.1,5.1012 126mA
11. a)imax = idmax = 7,6μA b) E E.A dD dE  d j  0 E d dt 0 dt Adt A. j d d E  0 dt 6 dE id max 7,6.10 12 860 KVm / s dt max 0 8,86.10
12. d) Giữa hai bản tụ không có dòng điện dẫn nên PT Ampere dạng tích phân là    d D  d E  B.dl  .d S   .d S  0 0 0 (C) (S ) dt (S ) dt d   d dE B.2 r   E.d S   (E r 2 )   r 2 0 0 0 0 0 0 dt (S ) dt dt 1 dE Bmax 00r 2 dt max 1 220.130 4 .10 7.8,86.10 12.11.10 2. 5,16 pT 2 3,39.10 3